[發明專利]基于零剛度撓性支承的扭矩校準測量裝置

有效

• 申請號: 201610238495.0
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105784224B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 李濤;齊紅麗;商維綠;倪昔東;江舒;曾志龍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G01L25/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

1.一種基于零剛度撓性支承的扭矩校準測量裝置，包括撓性支承(8)、標準扭矩梁(1)、負剛度組件、砝碼加載機構、電磁力矩器、激光位移傳感器(3)以及信號控制測量電路(5)，其特征在于：所述撓性支承(8)的下端與基座固定連接，上端與標準扭矩梁(1)固定連接，撓性支承(8)的旋轉中心“O”與標準扭矩梁(1)的中心軸線“Y”重合，且與標準扭矩梁(1)的質心重合；砝碼加載機構的兩個砝碼盤分別安裝在標準扭矩梁(1)的兩側，實現砝碼的加掛；標準扭矩梁(1)上通過螺桿(10)安裝負剛度組件的配重質量塊(9)，激光位移傳感器(3)安裝在基座上對標準扭矩梁(1)的偏轉位移進行測量；標準扭矩梁(1)的兩側對稱安裝一個電磁力矩器；激光位移傳感器(3)電信號輸出端連接到信號控制測量電路(5)上；信號控制測量電路(5)對激光位移傳感器(3)輸出的電信號進行功率放大，驅動電磁力矩器動作把標準扭矩梁(1)拉平；電磁力矩器輸出的電信號通過信號控制測量電路(5)采集，并根據采集到的電信號計算出實時扭矩載荷。

2.根據權利要求1所述的基于零剛度撓性支承的扭矩校準測量裝置，其特征在于：所述撓性支承(8)為“X”型結構，“X”型結構的撓性支承采用SZK或3J58高彈性合金鋼制作，工作時，“X”型結構的撓性支承(8)在扭矩載荷作用下發生彎曲變形，帶動標準扭矩梁（1）轉動。

3.根據權利要求1所述的基于零剛度撓性支承的扭矩校準測量裝置，其特征在于：所述配重質量塊(9)的重量及配重質量塊(9)質心到旋轉中心的距離R，滿足撓性支承零剛度的特性，使標準扭矩梁(1)在撓性支承零剛度狀態下迅速偏轉，其中：

使標準扭矩梁和撓性支承偏轉到θ角的外力矩表示為：

(1)

由撓性支承產生的彈性恢復力矩

(2)

由配重質量塊的重量W3產生的力矩

(3)

式中： M為施加扭矩載荷；W1、W2為重量不等的砝碼質量塊；L為標準扭矩梁長度的一半；θ為撓性支承偏轉角度；為撓性支承彈性恢復力矩；為撓性支承的扭轉角剛度系數；為配重質量塊產生的力矩；為配重質量塊的重量；R為配重質量塊質心到支承旋轉中心“O”點的中心距；

由于變形角θ非常小，并令

(3)式可寫為

若要達到零剛度，需滿足

。